大西洋環流已衰弱15％！科學家擔憂：或對美國東海岸帶去災難性影響

大西洋環流是全球洋流系統中非常重要的一員，它的變化輕則影響地區氣候變化，重則將打亂全球洋流格局，對地球氣候穩定性造成嚴重破壞。而德國波茨坦氣候影響研究所最新研究發現，由於氣候變化的加速導致北半球高緯度地區溫暖的大西洋環流出現大幅衰弱。這一現象引發了科學家們的高度重視…

自20世紀中葉以來，大西洋經向翻轉環流（Atlantic Meridional Overturning Circulation，AMOC）的強度下降了約15%，降至創紀錄的「低點」。這一數值意味著大西洋環流每秒減少了300萬立方米的海水流量，相當於40條長江的流量。

這種環流的變化對於美國大西洋沿岸的漁業是至關重要。大西洋沿岸是新英格蘭經濟的重要組成部分，近年來龍蝦種群在緬因州海岸上泛濫，鱈魚漁業也面臨崩潰的困境。美國國家海洋和大氣管理局的海洋生物學家文森特薩巴說：「在美國所有的水域中，這個地區在過去十年中絕對升溫速度最快。種種自然氣候的變化導致人類漁業管理無法跟進，我們正在設法搞清楚如何改善這些物種變化。」

研究表明，從2009到2010年間，該地區的海平面驟然上升了12cm，部分原因正是由於大西洋環流的短暫放緩。由於向北的墨西哥灣流把海水推向了這一地區的右側，正常情況下海水也會向歐洲海岸推進、傾斜，但隨著大西洋環流的減弱，一些海水反而迴流到美國的東海岸。隨著氣候變化的加速演化，大西洋環流將會進一步減弱，直至出現一個「轉折點」，導致整個大西洋環流徹底崩潰。而如果環流減緩的趨勢繼續下去，預計美國東海岸海平面上升的速度將飛快提高。

AMOC的減緩也可能是由於格陵蘭島冰川融化造成的，這是氣候變化的另一個災難性後果。波茨坦氣候影響研究所專家Stefan Rahmstorf表示，「這是氣候模型長期預測的結果，但氣候變化對洋流減緩的作用尚未完全被了解」。研究人員特彆強調了一種奇特的海洋溫度模式，即美國東部海岸的強烈變暖。這是格陵蘭島以南降溫與呈減弱趨勢的AMOC相呼應的結果。

研究發現，自20世紀50年代以來，這種奇特的海洋溫度模式造成了多項創記錄的嚴寒和高溫事件，並且與高解析度氣候模型預測的事件密切相關。

另一項倫敦大學的研究也發現AMOC在過去的150年中已經大大放緩，且過去100年是幾千年來的最低值。研究表明，1850年工業革命前後，AMOC放緩可能是由於自然原因開始的，而不是受到人為因素引起的氣候變化的刺激。利用來自北卡羅來納州哈特拉斯角的深海沉積物樣本，推斷出早在一千年前的洋流的強度。由於強大的洋流可以攜帶較厚的沙粒，研究發現在160或170年前北半球的「小冰期」結束時AMOC開始出現減弱，這種趨勢一直持續到現在。所以，AMOC的衰弱最初很可能是一種自然過程，但人類的活動加速抑制了AMOC，或者導致了進一步的衰弱。

這兩項新研究有力地指明，在過去的150年里AMOC已經減弱。AMOC將溫暖的海水從赤道帶到大西洋的北部，途中釋放熱量降溫，同時由於蒸發使得海水鹽度增加、下沉，而冷水通過深海向南迴流。

由於海水溫度和鹽度的差異，AMOC環流只是全球洋流系統的一部分。但是北極海冰和格陵蘭島冰蓋的融化會使北部水域鹽分減少並干擾海水下沉。最近的研究確認來自格陵蘭島的融化海冰正阻擋在環流途中，可能會造成環流的崩潰。

不過，英國國家海洋學中心的海洋學家Meric Srokosz強調這兩項研究都沒有對環流進行直接測量。德國基爾海洋研究中心的海洋學家Marilena Oltmanns進一步分析稱，這兩項研究可能並不是完全相同的。她認為：「這兩項研究通過採用不同的方法並考慮不同的時間尺度，側重於海洋環流的不同組成部分。他們都必須使用某種近似，不可避免地會造成局限性，無法給出全局概貌。」

地球歷史研究表明，北大西洋的這種變化已經發生過很多次，最近一次大約是13000年前，但目前尚不清楚臨更多細節。從長遠來看，格陵蘭冰蓋將開始更快地融化，海洋環流系統也將進一步減弱，並最終對地球上每一個生命造成影響。

參考文獻：

1. Observed fingerprint of a weakening Atlantic Ocean overturning circulation, Nature, 2018, volume 556, pages191–196.

2. Anomalously weak Labrador Sea convection and Atlantic overturning during the past 150 years, Nature, 2018, volume 556, 227–230.

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